1、地震波衰减属性在油气预测中的应用第 17 卷第 3 期江汉石油科技2007 年 9 月 JIANGHANPETROLEUMSCIENCEANDTECHNOLOGYVo1.17No.3Sep.2007地震波衰减属性在油气预测中的应用何又雄钟庆良(江汉油田分公司物探研究院)摘要地震波衰减的主要原因是地层吸收,地层吸收性质是地下介质的重要特性之一.地震波在聚集了石油,天然气的储层中传播时,地震波的高频成分多被储集层所吸收,尤其是聚集油气的储集层,对高频成分的吸收能力更强,因此可以利用地震波的衰减属性预测油气富集区.文中介绍了地震波的衰减机制,说明了应用傅立叶变换分析地震波频谱时的缺陷,引入了小波变换
2、求取瞬时频谱的方法;在 A 区块油气预测中应用了 E 软件的衰减属性 ,振幅谱的能量分别占总能量的 65%,85%时的频率衰减属性微能较好地刻画油气的分布范围.主题词地震波能量油气勘探频谱波衰减频率地震波的运动学特点和动力学特点与地震介质的特征有关,弹性波吸收性质是地震介质的重要特性之一,是地震波在地下介质传播中总能量的损失,是介质内在的属性.引起地震波衰减的因素有内部和外部两种因素:内部因素是介质中固体与固体,固体与液体,液体与液体界面之间的能量耗损;外部因素主要是不均匀介质引起的散射.还有其它一些影响因素,如薄层调谐,波阻抗和岩性变化等.根据地层吸收性质与岩相,孔隙度,含油气成分等的密切关
3、系,可以用它来预测岩性,在有利的条件下可以用来直接预测油气的存在.地震波衰减使得地震波的振幅变弱,子波形态发生变化.地震波衰减与子波形态变化速度主要取决于岩层的吸收程度.不同的岩性对地震波具有不同的吸收程度,地层的吸收越强,地震波的高频成份衰减越快,子波形态变化越大,吸收系数的变化,可以反映地层岩性的变化.模型试验证明:地震波在聚集了石油,天然气的砂层中传播时,其主频明显下降,入射波的主频越高,其主频下降的幅度更大.地震波的高频成分多被储层所吸收,尤其是聚集油,气以后的储层,对高频成分的吸收能力更强.理论分析还认为:天然气储集层的低频特征更突出.当孔隙比较发育,含有流体充填时,其地震衰减梯度就
4、要增加.如果能很好地检测出这种衰减梯度的变化,就可以直接描述出储层的分布范围了.1 地震波衰减属性的求取根据弹性粘滞理论可知,由均匀的非完全弹性的介质所产生的吸收作用,将使地震波的振幅随着地震波传播距离的增大呈指数衰减,即:A=A.e 一(1)式中,A.是地震波的初始振幅,A 是经过吸收衰减后的振幅,是传播距离,是吸收系数,表示在吸收介质中,地震波的振幅随传播距离成指数衰减,即表征振幅衰减的快慢.在地震频带范围内,与频率厂成正比.=(1)式变为:A=A0e 一(2)不同的岩层吸收系数差别很大,砂岩层的吸收系数比页岩层和石灰岩层的吸收系数大,特别是砂岩层聚集了石油,天然气后,其吸收系数明显的增加
5、,导致地震波能量,频率急剧减小,这是利用吸收衰减进行油气预测的物理基础.频谱分析通常采用离散傅立叶变换,该方法存在着明显的局限性,因为估算的地震振幅谱的重要特征是所选时窗长度的函数.如果所选时窗过短,会使子波的旁瓣呈现为单一反射的假象.如果所选时窗过长,很难分清单个反射的振幅谱特征,使振幅第一作者简介何又雄,男,高级工程师,博士在读.主要从事地震资料解释,储层描述,复杂介质地震波传播规律等研究.-l0?江汉石油科技第 l7 卷谱的估算产生偏差.以小波变换为基础的时频分析技术成为了非平稳信号的重要分析工具,以小波变换为基础的瞬时谱分析能得到精确的时频分析结果,同时避免了时窗问题.通过小波变换,可
6、得到小波尺度域能量衰减方程:一E=e(3)EPI1 公司开发的 image 软件应用瞬时振幅谱随高频的衰减梯度,主频,振幅谱的能量分别占总能量的 65%,85%时的频率等参数表征地震波高频能量的衰减程度,如图 1 所示.2 吸收衰减属性在 A 区块的应用A 区块位于四川省境内,区域构造位于川东断I譬 l 卜 l.中I1【I/f,L_0:ifIj 八/020t0nOH0lO0l20140顿岳jz)I,r;i,缸图 1image 软件地震波能量的衰减属性,II水 Jpl/1jjIt,_,O20t06001O0l201t0“(J撷率(nz1图 2 飞仙关组井旁道频谱分析褶带,界于大巴山推覆带前缘褶断
7、带与 Jil 中平缓构造带之间,区块内已发现了多个含气构造带.已有的勘探研究成果表明,作为 A 区块近期天然气勘探主要对象的飞仙关层圈闭均属构造一岩性圈闭,其天然气富集,除受控于构造形态,构造部位外,主要受控于飞仙关组孔隙性储层发育程度,而飞仙关组孔隙性储层的发育则主要受控于其沉积环境及成岩后生作用,初步的研究认为,浅滩或暴露浅滩是飞仙关组孔隙性储层发育的有利相带,岩性主要为鲕粒灰岩,白云岩或溶孔白云岩,若位于滩间相对低能相带则储层不发育,岩性主要为泥微晶灰岩或泥质灰岩.在应用衰减属性之前,分析了含气井与非含气井的频谱特征.图 2 分别是 pgl,pg2,pg4 和 pg3 井旁道在飞仙关组的
8、频谱曲线,从曲线上可以看出含气与非含气时的差异.pgl,pg2,pg4 在飞仙关组钻遇厚层残余鲕粒白云岩和溶孔白云岩储层,均获高产天然气流.它们的频谱曲线表现为主频低,高频衰减快,有较大的衰减梯度.即储层含气后,地震波的高频成分多被吸收,而 pg3 井的频谱曲线主频高,旁瓣的次高频至高频部分的能量衰减慢,该井在飞仙关组产水.有了对已知井的衰减属性基本认识之后,对 pg构造飞仙关组进行了衰减属性体的计算.图 3,图 4分别是振幅谱的能量占总能量的 65%时与 85%时的频率,平面上看,产气井 pgl,pg2,pg4 井在两张图一05O至 fOn0墨第 3 期何叉雄等:地震波衰减属性在油气预测中的
9、应用 ?11?fihb61.,?,图 3 振幅谱的能量占总能量的 65%时的频率图 4 振幅谱的能量占总能量的 85%时的频率上都位于低频区,而产水的 p 井位于相对高频区,与实际情况非常吻合.在此基础上,结合构造解释,沉积相研究,提供了 pgl2 预探井.3 结论地震波在聚集了石油,天然气的储层中传播时,地震波的高频成分多被储集层所吸收,尤其是聚集油气的储集层,对高频成分的吸收能力更强,因此可以利用地震波的衰减属性预测油气富集区.由于有多种属性可以表达地震波的衰减,在实际应用时应结合已知井的情况,进行初步的频谱特征分析,基本搞清那种属性可以研究区的地震波的衰减.在 A区块的应用中,开始,我们
10、也是盲目的采用最直接描述吸收系数的地震波衰减梯度属性,由于频谱曲线的高频端衰减比较复杂,难以准确求取衰减梯度.在衰减梯度平面图上,产气与产水的区域区分不开.反而振幅谱的能量占总能量的 65%时与 85%时的频率能准确的区分产气与产水情况,比较好的指导了勘探开发.参考文献1 黄中玉,王于静,苏永昌.一种新的地震波衰减分析方法一预测油气异常的有效工具.石油地球物理勘探,2000,35(6):768773.2 红涛,陈开远.分频吸收系数技术在储层横向预测中的方法原理.科技进步与对策,2003,增刊:263265.3 黄花香,邓瑛,吴战培.吸收系数反演在川东碳酸盐岩储层预测中的应用.石油物探,2003,42(1):86 88.(编辑康新荣)一 j翻吲霞强鞫礴譬离曰圈_-_
